FR3127151A1 - Mould, in particular for producing a composite part, and process for manufacturing such a mold - Google Patents

Mould, in particular for producing a composite part, and process for manufacturing such a mold Download PDF

Info

Publication number
FR3127151A1
FR3127151A1 FR2109980A FR2109980A FR3127151A1 FR 3127151 A1 FR3127151 A1 FR 3127151A1 FR 2109980 A FR2109980 A FR 2109980A FR 2109980 A FR2109980 A FR 2109980A FR 3127151 A1 FR3127151 A1 FR 3127151A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
skin
core
mold
sole
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2109980A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3127151B1 (en
Inventor
Henrick MERLE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Afc Stab
Original Assignee
Afc Stab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Afc Stab filed Critical Afc Stab
Priority to FR2109980A priority Critical patent/FR3127151B1/en
Priority to EP22195031.4A priority patent/EP4155043A1/en
Publication of FR3127151A1 publication Critical patent/FR3127151A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3127151B1 publication Critical patent/FR3127151B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/08—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means for dielectric heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3807—Resin-bonded materials, e.g. inorganic particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3828—Moulds made of at least two different materials having different thermal conductivities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

L'invention concerne un moule (1) notamment pour la réalisation de pièce composite, ledit moule (1) comprenant une âme (2) et une peau (3) en un premier matériau composite (M1), ladite peau (3), disposée à recouvrement au moins partiel de l’âme (2), présentant une première face (4) tournée vers l’âme (2) et une seconde face opposée destinée à venir en contact avec la pièce à fabriquer et formant une surface active de moulage (5). Le moule (1) comprend une semelle (6) en un deuxième matériau composite (M2), ladite semelle (6) étant une semelle préfabriquée collée à l’âme (2), l’âme (2) interposée entre la semelle (6) et la peau (3) est une masse solide comprenant un ou plusieurs blocs de silicate de calcium assemblés entre eux, et au moins une partie de la surface active de moulage (5) présente une forme homothétique de la forme d’au moins une partie de la surface de l’âme (2) tournée vers la peau (3) et recouverte par la peau (3). Figure pour l’abrégé : Fig. 1The invention relates to a mold (1) in particular for producing a composite part, said mold (1) comprising a core (2) and a skin (3) made of a first composite material (M1), said skin (3), arranged at least partially covering the core (2), having a first face (4) facing the core (2) and an opposite second face intended to come into contact with the part to be manufactured and forming an active molding surface (5). The mold (1) comprises a sole (6) made of a second composite material (M2), said sole (6) being a prefabricated sole glued to the core (2), the core (2) interposed between the sole (6 ) and the skin (3) is a solid mass comprising one or more blocks of calcium silicate assembled together, and at least a part of the active molding surface (5) has a homothetic shape of the shape of at least one part of the surface of the core (2) facing the skin (3) and covered by the skin (3). Figure for abstract: Fig. 1

Description

Moule, notamment pour la réalisation de pièce composite, et procédé de fabrication d’un tel mouleMould, in particular for producing a composite part, and process for manufacturing such a mold

La présente invention concerne un moule, notamment pour la réalisation de pièce composite thermodurcissable ou thermoplastique, ainsi qu’un procédé de fabrication d’un tel moule.The present invention relates to a mould, in particular for producing a thermosetting or thermoplastic composite part, as well as a method of manufacturing such a mould.

Elle concerne en particulier un moule comprenant une âme et une peau en un premier matériau composite, ladite peau, disposée à recouvrement au moins partiel de l’âme, présentant une première face tournée vers l’âme et une seconde face opposée destinée à venir en contact avec la pièce à fabriquer et formant une surface active de moulage.It relates in particular to a mold comprising a core and a skin made of a first composite material, said skin, arranged at least partially covering the core, having a first face facing the core and a second opposite face intended to come into contact with the core. contact with the part to be manufactured and forming an active molding surface.

Les industriels sont à la recherche permanente de moules aptes à permettre la fabrication de pièce composite notamment de grande dimension qui présentent un faible coefficient de dilatation thermique, une capacité à résister à des températures de l’ordre de 450°C, et à des pressions jusqu'à 30 bars sans nuire à la stabilité dimensionnelle, à la légèreté et à la capacité de recyclage de tels moules.Manufacturers are constantly looking for molds capable of allowing the manufacture of composite parts, particularly large ones, which have a low coefficient of thermal expansion, an ability to withstand temperatures of the order of 450°C, and pressures up to 30 bars without affecting the dimensional stability, lightness and recycling capacity of such moulds.

Un but de l’invention est de proposer un moule dont la conception permet un faible coefficient de dilatation thermique dudit moule, une capacité dudit moule à résister à des températures de l’ordre de 450°C, et à des pressions jusqu'à 30 bars sans nuire à la stabilité dimensionnelle, à la légèreté et à la capacité de recyclage d’un tel moule.An object of the invention is to provide a mold whose design allows a low coefficient of thermal expansion of said mold, an ability of said mold to withstand temperatures of the order of 450° C., and pressures of up to 30 bars without affecting the dimensional stability, the lightness and the recycling capacity of such a mould.

A cet effet, l’invention a pour objet un moule notamment pour la réalisation de pièce composite thermodurcissable ou thermoplastique, ledit moule comprenant une âme et une peau en un premier matériau composite, ladite peau, disposée à recouvrement au moins partiel de l’âme, présentant une première face tournée vers l’âme et une seconde face opposée destinée à venir en contact avec la pièce à fabriquer et formant une surface active de moulage, caractérisé en ce que le moule comprend une semelle en un deuxième matériau composite, ladite semelle étant une semelle préfabriquée collée à l’âme, en ce que l’âme interposée entre la semelle et la peau est une masse solide comprenant un ou plusieurs blocs de silicate de calcium assemblés entre eux, et en ce qu’au moins une partie de la surface active de moulage présente une forme homothétique de la forme d’au moins une partie de la surface de l’âme tournée vers la peau et recouverte par la peau. L’utilisation d’une semelle préfabriquée permet d’associer cette semelle à l’âme après revêtement de l’âme par la peau de sorte que l’association peut se faire dans des conditions optimales sans générer de déformation de la semelle. La conception du moule permet une réutilisation aisée d’au moins une partie du moule par découpage du moule au niveau de l’âme pour séparer la semelle et une partie de l’âme du moule. Cette partie séparée peut être réutilisée pour la fabrication d’un nouveau moule. L’utilisation de silicate de calcium sous forme de bloc au niveau de l’âme permet un usinage aisé de l’âme tout en apportant les performances souhaitées au moule.To this end, the subject of the invention is a mold in particular for the production of a thermosetting or thermoplastic composite part, said mold comprising a core and a skin made of a first composite material, said skin, arranged at least partially overlapping the core , having a first face facing the core and a second opposite face intended to come into contact with the part to be manufactured and forming an active molding surface, characterized in that the mold comprises a sole made of a second composite material, said sole being a prefabricated sole bonded to the core, in that the core interposed between the sole and the skin is a solid mass comprising one or more blocks of calcium silicate assembled together, and in that at least part of the active molding surface has a shape homothetic to the shape of at least a part of the surface of the core facing the skin and covered by the skin. The use of a prefabricated sole makes it possible to associate this sole with the core after coating of the core with the skin so that the association can be done in optimal conditions without generating deformation of the sole. The design of the mold allows easy reuse of at least part of the mold by cutting the mold at the core to separate the sole and part of the core from the mould. This separated part can be reused for making a new mould. The use of calcium silicate in the form of a block at the level of the core allows easy machining of the core while providing the desired performance to the mould.

Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins la partie de la surface de l’âme tournée vers la peau qui, en surface, est conformée avec une forme homothétique de la surface active de moulage, est revêtue d’une couche étanche en un troisième matériau composite, disposée entre l’âme et la peau. La présence de cette couche étanche facilite les opérations ultérieures notamment dans le cas d’une imprégnation par infusion des matériaux composites venant à recouvrement de cette couche étanche.According to one embodiment of the invention, at least the part of the surface of the core facing the skin which, on the surface, is shaped with a homothetic shape of the active molding surface, is coated with a waterproof layer in a third composite material, placed between the core and the skin. The presence of this impermeable layer facilitates the subsequent operations, in particular in the case of impregnation by infusion of the composite materials covering this impermeable layer.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le moule comprend un dispositif de chauffage sous forme d’un réseau électrique interposé entre l’âme et la peau. La présence in situ d’un tel dispositif de chauffage permet un chauffage endogène homogène du moule sans risque de déformation de l’âme sous l’effet d’une élévation de la température du fait de la nature de l’âme. Il est ainsi possible d’atteindre des températures de chauffage élevées.According to one embodiment of the invention, the mold comprises a heating device in the form of an electrical network interposed between the core and the skin. The presence in situ of such a heating device allows homogeneous endogenous heating of the mold without risk of deformation of the core under the effect of a rise in temperature due to the nature of the core. It is thus possible to reach high heating temperatures.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la couche étanche en un troisième matériau composite est prise en sandwich entre l’âme et le dispositif de chauffage.According to one embodiment of the invention, the waterproof layer made of a third composite material is sandwiched between the core and the heating device.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de chauffage est revêtu d’au moins une couche dite stabilisatrice en un quatrième matériau composite, cette couche stabilisatrice étant disposée entre la peau et le dispositif de chauffage. La présence d’une telle couche permet de fixer en position le dispositif de chauffage sur l’âme avant de procéder à la pose de la peau.According to one embodiment of the invention, the heating device is coated with at least one so-called stabilizing layer made of a fourth composite material, this stabilizing layer being placed between the skin and the heating device. The presence of such a layer makes it possible to fix the heating device in position on the core before proceeding with the laying of the skin.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les premier et deuxième matériaux composites et éventuellement les troisième et quatrième matériaux composites lorsqu’ils sont présents comprennent chacun un renfort se présentant de préférence sous forme d’une armature à base de fibres et une matrice polymère thermoplastique ou thermodurcissable.According to one embodiment of the invention, the first and second composite materials and optionally the third and fourth composite materials when they are present each comprise a reinforcement preferably in the form of a fiber-based reinforcement and a matrix thermoplastic or thermosetting polymer.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le ou les polymères des matrices des premier et deuxième matériaux composites sont en un matériau identique et les fibres des armatures des premier et deuxième matériaux composites sont en un matériau identique. Il en résulte une facilité de la liaison entre la peau et la semelle.According to one embodiment of the invention, the polymer(s) of the matrices of the first and second composite materials are made of an identical material and the fibers of the reinforcements of the first and second composite materials are made of an identical material. This results in an ease of bonding between the skin and the sole.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les fibres sont choisies dans le groupe comprenant les fibres de carbone, de verre, polyamide, aramide, de bambous, de quartz et sont de préférence des fibres de carbone.According to one embodiment of the invention, the fibers are chosen from the group comprising carbon, glass, polyamide, aramid, bamboo, quartz fibers and are preferably carbon fibers.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le ou les polymères des matrices polymères sont choisis dans le groupe comprenant les polyuréthanes, les polyesters, les époxydes, les phénoliques, les phtalonitriles, les polyamides et les résines cyanate ester et sont de préférence des polymères époxydes.According to one embodiment of the invention, the polymer(s) of the polymer matrices are chosen from the group comprising polyurethanes, polyesters, epoxies, phenolics, phthalonitriles, polyamides and cyanate ester resins and are preferably epoxy polymers.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la peau et la semelle sont reliées l’une à l’autre par des barrettes disposées sur le pourtour de la semelle. Ces barrettes de préférence réalisées avec un matériau composite, dont le ou les polymères de la matrice de même que les fibres de l'armature sont en un matériau identique à celui des premier et deuxième matériaux composites, permettent la réalisation d’une liaison mécanique entre la peau et la semelle.According to one embodiment of the invention, the skin and the sole are connected to each other by bars arranged around the periphery of the sole. These strips preferably made of a composite material, of which the polymer(s) of the matrix as well as the fibers of the reinforcement are made of a material identical to that of the first and second composite materials, allow the production of a mechanical connection between the skin and the sole.

L’invention a encore pour objet un procédé pour la fabrication d’un moule notamment pour la réalisation de pièce composite thermodurcissable ou thermoplastique, caractérisé en ce que le moule étant conforme à celui décrit ci-dessus, ledit procédé comprend une étape d’usinage de la partie de la surface de l’âme tournée vers la peau et destinée à être recouverte par la peau pour lui donner une forme, une étape de recouvrement au moins partiel de ladite partie usinée de l’âme par la peau, une étape d’usinage de la surface active de moulage de la peau formée par la face de la peau destinée à venir en contact avec la pièce à fabriquer pour conférer à ladite surface active de moulage une forme homothétique de la forme d’au moins une partie de la surface de l’âme tournée vers la peau et recouverte par la peau, une étape de fabrication de la semelle et une étape de collage de la semelle préfabriquée à l’âme préalablement recouverte au moins partiellement de la peau, de sorte que l’âme est interposée entre la semelle et la peau.Another subject of the invention is a process for the manufacture of a mould, in particular for the production of a thermosetting or thermoplastic composite part, characterized in that the mold being in accordance with that described above, said process comprises a step of machining of the part of the surface of the core facing the skin and intended to be covered by the skin to give it a shape, a step of at least partially covering said machined part of the core by the skin, a step of machining of the active molding surface of the skin formed by the face of the skin intended to come into contact with the part to be manufactured in order to give said active molding surface a shape homothetic to the shape of at least part of the surface of the core facing the skin and covered by the skin, a step of manufacturing the sole and a step of gluing the prefabricated sole to the core previously covered at least partially with the skin, so that the core is interposed between the sole and the skin.

Selon un mode de mise en œuvre du procédé, le procédé comprend avant l’étape de recouvrement au moins partiel de ladite partie usinée de l’âme par la peau, une étape de recouvrement de l’âme au moins par une couche étanche en un troisième matériau composite, disposée entre l’âme et la peau.According to one embodiment of the method, the method comprises, before the step of at least partially covering said machined part of the core with the skin, a step of covering the core at least with a waterproof layer in one third composite material, placed between the core and the skin.

Selon un mode de mise en œuvre du procédé, le procédé comprend avant l’étape de recouvrement au moins partiel de ladite partie usinée de l’âme par la peau, une étape de recouvrement de l’âme au moins par une couche étanche en un troisième matériau composite, disposée entre l’âme et la peau, cette étape étant suivie d’une étape de recouvrement de la couche étanche par un dispositif de chauffage et une étape de revêtement du dispositif de chauffage par au moins une couche dite stabilisatrice en un quatrième matériau composite, cette couche stabilisatrice étant disposée entre la peau et le dispositif de chauffage.According to one embodiment of the method, the method comprises, before the step of at least partially covering said machined part of the core with the skin, a step of covering the core at least with a waterproof layer in one third composite material, placed between the core and the skin, this step being followed by a step of covering the waterproof layer with a heating device and a step of coating the heating device with at least one so-called stabilizing layer in one fourth composite material, this stabilizing layer being placed between the skin and the heating device.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood on reading the following description of exemplary embodiments, with reference to the appended drawings in which:

représente une vue schématique en coupe d’un moule conforme à l’invention équipé d’un dispositif de chauffage à l’état non assemblé de la semelle, represents a schematic sectional view of a mold according to the invention equipped with a heating device in the unassembled state of the sole,

représente une vue schématique en coupe d’un moule conforme à l’invention équipé d’un dispositif de chauffage à l’état assemblé de la semelle, shows a schematic sectional view of a mold according to the invention equipped with a heating device in the assembled state of the sole,

représente une vue schématique en coupe d’un moule conforme à l’invention dépourvu de dispositif de chauffage à l’état non assemblé de la semelle. shows a schematic sectional view of a mold according to the invention without a heating device in the unassembled state of the sole.

Comme mentionné ci-dessus, le moule 1, objet de l'invention, permet la fabrication de pièce composite thermodurcissable ou thermoplastique, en particulier des pièces de grandes dimensions.As mentioned above, the mold 1, object of the invention, allows the manufacture of thermosetting or thermoplastic composite parts, in particular large parts.

Le moule, tel que représenté, est ici destiné à la fabrication d'une pièce parabolique.The mold, as represented, is here intended for the manufacture of a parabolic part.

La fabrication d'une telle pièce à l'aide du moule s'opère traditionnellement par le dépôt d'une couche de matériau comprenant un liant au contact du moule suivi d'une étape de chauffage généralement réalisée sous pression de sorte que le liant de type résine polymérise au cours de la fabrication.The manufacture of such a part using the mold is traditionally carried out by depositing a layer of material comprising a binder in contact with the mold, followed by a heating step generally carried out under pressure so that the binder of type resin polymerizes during manufacture.

Ce moule 1, qui peut être du type de celui représenté à la , comprend au moins une âme 2 et une peau 3 en un premier matériau composite M1 disposée à recouvrement au moins partiel de l'âme 2. Cette peau 3 présente donc une première face 4 tournée vers l'âme 2 et une seconde face opposée destinée à venir en contact avec la pièce à fabriquer et formant une surface active de moulage 5.This mold 1, which may be of the type shown in , comprises at least one core 2 and a skin 3 made of a first composite material M1 arranged at least partially overlapping the core 2. This skin 3 therefore has a first face 4 facing the core 2 and a second opposite face intended to come into contact with the part to be manufactured and forming an active molding surface 5.

Le moule 1 comprend encore une semelle 6 préfabriquée destinée à être collée à l'âme 2. Cette semelle 6 est réalisée en un deuxième matériau composite M2.The mold 1 further comprises a prefabricated sole 6 intended to be glued to the core 2. This sole 6 is made of a second composite material M2.

L'âme 2 est donc interposée entre la semelle 6 et la peau 3. De manière caractéristique à l'invention, l'âme 2 est une masse solide comprenant un ou plusieurs blocs de silicate de calcium assemblés entre eux. Les blocs de silicate de calcium peuvent être du type de ceux commercialisés par la Société PROSIREF.The core 2 is therefore interposed between the sole 6 and the skin 3. Characteristically in the invention, the core 2 is a solid mass comprising one or more blocks of calcium silicate assembled together. The calcium silicate blocks can be of the type marketed by PROSIREF.

Dans le cas d'une âme 2 formée de plusieurs blocs, les blocs peuvent être maintenus assemblés à l'aide d'un mortier ou d'une colle.In the case of a core 2 formed of several blocks, the blocks can be held together using a mortar or an adhesive.

L'âme 2 peut avoir des dimensions variables. Dans l'exemple représenté, l'âme 2 présente une hauteur de 300 mm, une longueur de 3000 mm, et une largeur de 2900 mm.The core 2 can have variable dimensions. In the example shown, the core 2 has a height of 300 mm, a length of 3000 mm, and a width of 2900 mm.

La partie de la surface de l'âme 2 tournée vers la peau 3 et destinée à être recouverte par la peau 3 est usinée pour lui conférer une forme choisie en correspondance de la forme finale souhaitée pour la surface active de moulage 5 de la peau. Cette partie de la surface de l'âme 2 tournée vers la peau 3 qui, en surface, est conformée avec une forme homothétique de la surface active de moulage 5 est revêtue d'une couche étanche 7 en un troisième matériau composite M3 disposée entre l'âme 2 et la peau 3.The part of the surface of the core 2 facing the skin 3 and intended to be covered by the skin 3 is machined to give it a shape chosen to match the final shape desired for the active molding surface 5 of the skin. This part of the surface of the core 2 facing the skin 3 which, on the surface, is shaped with a homothetic shape of the active molding surface 5 is coated with a waterproof layer 7 of a third composite material M3 placed between the soul 2 and skin 3.

Dans les exemples représentés, la couche étanche 7 est formée, avant chauffage à une température généralement comprise entre 40 et 60°C, d'une fine couche de tissu de fibres de carbone imprégnée de résine durcissable tel qu'un liant époxy.In the examples shown, the sealed layer 7 is formed, before heating to a temperature generally between 40 and 60° C., of a thin layer of carbon fiber fabric impregnated with hardenable resin such as an epoxy binder.

Une fois le chauffage opéré, la résine est durcie et la couche étanche 7 est achevée. Cette couche étanche 7 présente une épaisseur généralement comprise entre 0,1 et 2 mm.Once the heating has taken place, the resin is hardened and the waterproof layer 7 is completed. This sealed layer 7 has a thickness generally between 0.1 and 2 mm.

Lorsque le moule 1 intègre un dispositif 8 de chauffage, ce dernier, qui se présente sous forme d'un réseau électrique, est positionné à recouvrement de la couche étanche 7 de sorte que la couche étanche 7 est prise en sandwich entre l'âme 2 et le dispositif 8 de chauffage.When the mold 1 incorporates a heating device 8, the latter, which is in the form of an electrical network, is positioned overlapping the sealed layer 7 so that the sealed layer 7 is sandwiched between the core 2 and the heating device 8.

Pour aider au maintien en position du dispositif 8 de chauffage, le moule 1 peut comprendre une couche stabilisatrice 9 en un quatrième matériau composite M4. Cette couche stabilisatrice 9 est disposée entre la peau 3 et le dispositif 8 de chauffage.To help hold the heating device 8 in position, the mold 1 may include a stabilizing layer 9 made of a fourth composite material M4. This stabilizing layer 9 is placed between the skin 3 and the device 8 for heating.

Dans les exemples représentés, cette couche stabilisatrice 9 est formée de plusieurs sous-couches (non représentées), chaque sous-couche comprenant une nappe de tissu de fibres de préférence de carbone et une matrice polymère avec un polymère de préférence de type époxyde.In the examples shown, this stabilizing layer 9 is formed of several sub-layers (not shown), each sub-layer comprising a sheet of fabric of preferably carbon fibers and a polymer matrix with a polymer preferably of the epoxy type.

La ou les nappes de tissu à base de fibres de carbone constituent une armature à base de fibres formant le renfort du quatrième matériau composite M4 tandis que le polymère de type époxyde forme la matrice polymère dudit quatrième matériau composite M4.The plies of fabric based on carbon fibers constitute a reinforcement based on fibers forming the reinforcement of the fourth composite material M4 while the polymer of epoxy type forms the polymer matrix of said fourth composite material M4.

A ce stade, une étape de mise sous vide est opérée. Soit la nappe de tissu est imprégnée de résine et la mise sous vide a pour objectif d'aider au plaquage des couches sur le dispositif de chauffage, soit la nappe de tissu est non imprégnée de résine et la résine est injectée et/ou diffusée lors de la mise sous vide pour venir se répandre sous l'effet de la dépression et imprégner la ou les nappes de tissu.At this stage, a vacuum step is carried out. Either the sheet of fabric is impregnated with resin and the purpose of the vacuum is to help the plating of the layers on the heating device, or the sheet of fabric is not impregnated with resin and the resin is injected and/or diffused during of the vacuum to come and spread under the effect of the vacuum and impregnate the fabric sheet(s).

Cette mise sous vide peut s'opérer à l'aide d'un sac à vide entourant le moule à ce stade de la fabrication. Cette étape de mise sous vide est suivie d'une étape de chauffage à une température généralement comprise 40 et 200°C pour une polymérisation de la matrice polymère.This vacuum can take place using a vacuum bag surrounding the mold at this stage of manufacture. This vacuum step is followed by a heating step at a temperature generally between 40 and 200° C. for polymerization of the polymer matrix.

Généralement, l'épaisseur finale de la couche stabilisatrice 9 est comprise entre 0,1 et 2 mm.Generally, the final thickness of the stabilizing layer 9 is between 0.1 and 2 mm.

Enfin, la peau 3 est déposée à recouvrement de la couche stabilisatrice 9. Cette peau 3 peut, de manière similaire à la couche stabilisatrice 9, être formée de plusieurs sous-couches de tissu en fibres, par exemple de carbone, et d'une matrice polymère, telle qu'une matrice époxyde comme dans l'exemple représenté.Finally, the skin 3 is deposited overlapping the stabilizing layer 9. This skin 3 can, similarly to the stabilizing layer 9, be formed of several sub-layers of fiber fabric, for example carbon, and of a polymer matrix, such as an epoxy matrix as in the example shown.

La dépose s'accompagne de manière similaire à ce qui a été décrit ci-dessus par une étape de mise sous vide et une étape de chauffage. La ou les nappes de tissu constitutives des sous-couches qui, à l'état superposé, forment la peau constituent l'armature à base de fibres formant le renfort du premier matériau composite M1, tandis que le polymère époxyde forme la matrice polymère dudit premier matériau composite M1.Removal is accompanied in a manner similar to what has been described above by a vacuum step and a heating step. The plies of fabric constituting the sub-layers which, in the superposed state, form the skin constitute the fiber-based reinforcement forming the reinforcement of the first composite material M1, while the epoxy polymer forms the polymer matrix of said first composite material M1.

Une fois la matrice polymère de la peau durcie, la peau 3 est soumise à un usinage de sa surface active de moulage 5 pour conférer à ladite surface active de moulage 5 une forme homothétique de la forme d'au moins une partie de la surface de l'âme 2 tournée vers la peau 3 et recouverte par la peau 3.Once the polymer matrix of the skin has hardened, the skin 3 is subjected to machining of its active molding surface 5 to give said active molding surface 5 a shape homothetic to the shape of at least part of the surface of core 2 facing skin 3 and covered by skin 3.

La peau 3 présente une épaisseur finale généralement comprise entre 4 mm et 12 mm.The skin 3 has a final thickness generally between 4 mm and 12 mm.

L'âme 2 ainsi revêtue de la peau 3 est prête à être associée à la semelle 6. Bien évidemment, dans le cas où le moule est dépourvu de dispositif 8 de chauffage, les étapes de pose du dispositif de chauffage 8 et de la couche stabilisatrice 9 sont supprimées et la peau vient revêtir directement la couche étanche 7 comme illustré à la .The core 2 thus coated with the skin 3 is ready to be associated with the sole 6. Of course, in the case where the mold has no heating device 8, the steps of laying the heating device 8 and the layer stabilizer 9 are removed and the skin directly coats the waterproof layer 7 as illustrated in .

La semelle 6 est réalisée en un deuxième matériau composite M2 qui comprend à nouveau un renfort sous forme d'une armature à base de fibres et une matrice polymère thermoplastique ou thermodurcissable.The sole 6 is made of a second composite material M2 which again comprises a reinforcement in the form of a reinforcement based on fibers and a thermoplastic or thermosetting polymer matrix.

Dans l'exemple représenté, l'armature est formée par au moins une, de préférence, un empilement de nappes de tissus en carbone, et le polymère de la matrice est une résine époxy.In the example shown, the reinforcement is formed by at least one, preferably a stack of plies of carbon fabrics, and the polymer of the matrix is an epoxy resin.

La semelle présente une épaisseur finale comprise entre 4 mm et 12 mm. La semelle 6 est associée à l'âme 2 par collage.The sole has a final thickness of between 4 mm and 12 mm. Sole 6 is associated with core 2 by gluing.

A cet effet, la surface de l'âme 2 contre laquelle la semelle 6 est destinée à s'appliquer est poncée avant un pressage de la semelle 6 encollée contre l'âme 2.To this end, the surface of the core 2 against which the sole 6 is intended to be applied is sanded before pressing the sole 6 glued against the core 2.

Pour parfaire cette fixation et selon les conceptions, des barrettes 10 formées avec un matériau composite de même nature que la semelle et la peau sont disposées entre la peau et la semelle pour relier ces dernières entre elles comme illustré à la .To perfect this fixing and according to the designs, strips 10 formed with a composite material of the same nature as the sole and the skin are placed between the skin and the sole to connect the latter to each other as illustrated in .

Il doit être noté que, bien que les fibres des premier, deuxième, troisième et quatrième matériaux composites M1, M2, M3 et M4 aient été décrites ci-dessus comme des fibres de carbone, ces fibres auraient pu de manière similaire être des fibres de verre, de polyamide, d'aramide, de bambou, de quartz ou autre, ou un mélange de ces dernières.It should be noted that, although the fibers of the first, second, third and fourth composite materials M1, M2, M3 and M4 have been described above as carbon fibers, these fibers could similarly have been carbon fibers. glass, polyamide, aramid, bamboo, quartz or the like, or a mixture of these.

De manière similaire, bien que la matrice polymère des premier, deuxième, troisième et quatrième matériaux composites M1, M2, M3 et M4 ait été décrite ci-dessus comme comprenant un polymère époxyde, cette dernière pourrait comprendre un polymère ou un mélange de polymères choisis dans le groupe des polymères comprenant les polyuréthanes, les polyesters, les époxydes, les phénoliques, les phtalonitriles, les polyamides et les résines cyanates ester.Similarly, although the polymer matrix of the first, second, third and fourth composite materials M1, M2, M3 and M4 has been described above as comprising an epoxy polymer, the latter could comprise a polymer or a mixture of polymers chosen in the group of polymers comprising polyurethanes, polyesters, epoxies, phenolics, phthalonitriles, polyamides and cyanate ester resins.

Idéalement, les premier et deuxième matériaux composites M1 et M2 comprennent des polymères en un matériau identique et des fibres en un matériau identique. Il en résulte une liaison mécanique entre la peau et la semelle qui est facilitée.Ideally, the first and second composite materials M1 and M2 comprise polymers made of an identical material and fibers made of an identical material. This results in a mechanical bond between the skin and the sole which is facilitated.

Claims (11)

Moule (1) notamment pour la réalisation de pièce composite thermodurcissable ou thermoplastique, ledit moule (1) comprenant une âme (2) et une peau (3) en un premier matériau composite (M1), ladite peau (3), disposée à recouvrement au moins partiel de l’âme (2), présentant une première face (4) tournée vers l’âme (2) et une seconde face opposée destinée à venir en contact avec la pièce à fabriquer et formant une surface active de moulage (5), caractérisé en ce que le moule (1) comprend une semelle (6) en un deuxième matériau composite (M2), ladite semelle (6) étant une semelle préfabriquée collée à l’âme (2), en ce que l’âme (2) interposée entre la semelle (6) et la peau (3) est une masse solide comprenant un ou plusieurs blocs de silicate de calcium assemblés entre eux, et en ce qu’au moins une partie de la surface active de moulage (5) présente une forme homothétique de la forme d’au moins une partie de la surface de l’âme (2) tournée vers la peau (3) et recouverte par la peau (3).Mold (1) in particular for producing a thermosetting or thermoplastic composite part, said mold (1) comprising a core (2) and a skin (3) made of a first composite material (M1), said skin (3), arranged overlapping at least part of the core (2), having a first face (4) facing the core (2) and an opposite second face intended to come into contact with the part to be manufactured and forming an active molding surface (5 ), characterized in that the mold (1) comprises a sole (6) made of a second composite material (M2), the said sole (6) being a prefabricated sole glued to the core (2), in that the core (2) interposed between the sole (6) and the skin (3) is a solid mass comprising one or more blocks of calcium silicate assembled together, and in that at least part of the active molding surface (5 ) has a shape homothetic to the shape of at least part of the surface of the core (2) facing the skin (3) and covered by the skin (3). Moule (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins la partie de la surface de l’âme (2) tournée vers la peau (3) qui, en surface, est conformée avec une forme homothétique de la surface active de moulage (5), est revêtue d’une couche étanche (7) en un troisième matériau composite (M3), disposée entre l’âme (2) et la peau (3).Mold (1) according to Claim 1, characterized in that at least the part of the surface of the core (2) facing the skin (3) which, on the surface, is shaped with a shape homothetic to the active surface molding (5), is coated with an impermeable layer (7) of a third composite material (M3), placed between the core (2) and the skin (3). Moule (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif (8) de chauffage sous forme d’un réseau électrique interposé entre l’âme (2) et la peau (3).Mold (1) according to one of Claims 1 or 2, characterized in that it comprises a heating device (8) in the form of an electrical network interposed between the core (2) and the skin (3). Moule (1) selon la revendication 3 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la couche étanche (7) en un troisième matériau composite (M3) est prise en sandwich entre l’âme (2) et le dispositif (8) de chauffage.Mold (1) according to Claim 3 taken in combination with Claim 2, characterized in that the impermeable layer (7) made of a third composite material (M3) is sandwiched between the core (2) and the device (8 ) of heating. Moule (1) selon l’une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif (8) de chauffage est revêtu d’au moins une couche dite stabilisatrice (9) en un quatrième matériau composite (M4), cette couche stabilisatrice (9) étant disposée entre la peau (3) et le dispositif (8) de chauffage.Mold (1) according to one of Claims 3 or 4, characterized in that the heating device (8) is coated with at least one so-called stabilizing layer (9) made of a fourth composite material (M4), this stabilizing layer (9) being disposed between the skin (3) and the heating device (8). Moule (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les premier et deuxième matériaux composites (M1, M2) et éventuellement les troisième et quatrième matériaux composites (M3, M4) lorsqu’ils sont présents comprennent chacun un renfort se présentant de préférence sous forme d’une armature à base de fibres et une matrice polymère thermoplastique ou thermodurcissable.Mold (1) according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the first and second composite materials (M1, M2) and optionally the third and fourth composite materials (M3, M4) when they are present each comprise a reinforcement preferably in the form of a reinforcement based on fibers and a thermoplastic or thermosetting polymer matrix. Moule (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ou les polymères des matrices des premier et deuxième matériaux composites (M1, M2) sont en un matériau identique et en ce que les fibres des armatures des premier et deuxième matériaux composites (M1, M2) sont en un matériau identique.Mold (1) according to Claim 6, characterized in that the polymer or polymers of the matrices of the first and second composite materials (M1, M2) are made of an identical material and in that the fibers of the reinforcements of the first and second composite materials ( M1, M2) are made of the same material. Moule (1) selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les fibres sont choisies dans le groupe comprenant les fibres de carbone, de verre, polyamide, aramide, de bambous, de quartz, et sont de préférence des fibres de carbone.Mold (1) according to one of Claims 6 or 7, characterized in that the fibers are chosen from the group comprising carbon, glass, polyamide, aramid, bamboo, quartz fibers, and are preferably fibers of carbon. Moule (1) selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le ou les polymères des matrices polymères sont choisis dans le groupe comprenant les polyuréthanes, les polyesters, les époxydes, les phénoliques, les phtalonitriles, les polyamides et les résines cyanate ester et sont de préférence des polymères époxydes.Mold (1) according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the polymer or polymers of the polymer matrices are chosen from the group comprising polyurethanes, polyesters, epoxies, phenolics, phthalonitriles, polyamides and cyanate ester resins and are preferably epoxy polymers. Moule (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la peau (3) et la semelle (6) sont reliées l’une à l’autre par des barrettes (10) disposées sur le pourtour de la semelle (6).Mold (1) according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the skin (3) and the sole (6) are connected to each other by bars (10) arranged on the periphery of the sole (6). Procédé pour la fabrication d’un moule (1) notamment pour la réalisation de pièce composite thermodurcissable ou thermoplastique, caractérisé en ce que le moule (1) étant conforme à l’une des revendications 1 à 10, ledit procédé comprend une étape d’usinage de la partie de la surface de l’âme (2) tournée vers la peau (3) et destinée à être recouverte par la peau (3) pour lui donner une forme, une étape de recouvrement au moins partiel de ladite partie usinée de l’âme (2) par la peau (3), une étape d’usinage de la surface active de moulage (5) de la peau (3) formée par la face de la peau (3) destinée à venir en contact avec la pièce à fabriquer pour conférer à ladite surface active de moulage (5) une forme homothétique de la forme d’au moins une partie de la surface de l’âme (2) tournée vers la peau (3) et recouverte par la peau (3), une étape de fabrication de la semelle (6) et une étape de collage de la semelle (6) préfabriquée à l’âme (2) préalablement recouverte au moins partiellement de la peau (3), de sorte que l’âme (2) est interposée entre la semelle (6) et la peau (3).Process for the manufacture of a mold (1) in particular for the production of a thermosetting or thermoplastic composite part, characterized in that the mold (1) being in accordance with one of Claims 1 to 10, the said process comprises a step of machining of the part of the surface of the core (2) facing the skin (3) and intended to be covered by the skin (3) to give it a shape, a step of at least partially covering said machined part of the core (2) by the skin (3), a step of machining the active molding surface (5) of the skin (3) formed by the face of the skin (3) intended to come into contact with the part to be manufactured in order to give said active molding surface (5) a shape homothetic to the shape of at least a part of the surface of the core (2) facing the skin (3) and covered by the skin (3 ), a step of manufacturing the sole (6) and a step of gluing the prefabricated sole (6) to the core (2) previously covered at least partially with the skin (3), so that the core ( 2) is interposed between the sole (6) and the skin (3).
FR2109980A 2021-09-22 2021-09-22 Mold, in particular for the production of composite parts, and process for manufacturing such a mold Active FR3127151B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2109980A FR3127151B1 (en) 2021-09-22 2021-09-22 Mold, in particular for the production of composite parts, and process for manufacturing such a mold
EP22195031.4A EP4155043A1 (en) 2021-09-22 2022-09-12 Mould, in particular for the production of a composite part, and method for manufacturing such a mould

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2109980A FR3127151B1 (en) 2021-09-22 2021-09-22 Mold, in particular for the production of composite parts, and process for manufacturing such a mold
FR2109980 2021-09-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3127151A1 true FR3127151A1 (en) 2023-03-24
FR3127151B1 FR3127151B1 (en) 2023-10-06

Family

ID=78212327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2109980A Active FR3127151B1 (en) 2021-09-22 2021-09-22 Mold, in particular for the production of composite parts, and process for manufacturing such a mold

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4155043A1 (en)
FR (1) FR3127151B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014141276A2 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Stratasys Ltd. Polymer based molds and methods of manufacturing there of
FR3055570A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-09 Amvalor MULTILAYER DEVICE WITH METAL MOLD SKIN AND METHOD OF MANUFACTURING SUCH MULTILAYER DEVICE

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014141276A2 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Stratasys Ltd. Polymer based molds and methods of manufacturing there of
FR3055570A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-09 Amvalor MULTILAYER DEVICE WITH METAL MOLD SKIN AND METHOD OF MANUFACTURING SUCH MULTILAYER DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
EP4155043A1 (en) 2023-03-29
FR3127151B1 (en) 2023-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0428885B1 (en) Process for making a ski by injection, and ski structure
EP0581098B1 (en) Procedure for manufacturing of a ski
EP0770472B1 (en) Process for manufacturing a panel in a composite material by resin transfer moulding
EP0984853B1 (en) Equipment for on-site repair of a composite structure with a damaged zone and corresponding method
EP0805709B1 (en) Method of manufacture of a thermoplastic composite ski
EP0428886B1 (en) Method of fabrication of an injected ski and structure of a ski
JP4964961B2 (en) Method for manufacturing a panel formed of a thermoplastic composite
WO1998039151A1 (en) Method for making hollow parts of composite material
EP2262637B1 (en) Method for manufacturing a blank made of a thermoplastic composite, associated manufacturing tool and application of the method to the production of structural aircraft parts
EP0141700A1 (en) Mould for large mouldings of composite material
EP1342552B1 (en) Method for producing a monolithic, thermostructural and double-walled composite body and composite body obtained by this method
JP2011523990A (en) Turbine blade half manufacturing method, turbine blade half, turbine blade manufacturing method, and turbine blade
EP2010363B1 (en) Method of producing a fibrous layer for the manufacture of a preform of a composite part
FR2909919A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING A COMPLEX PART COMPRISING A LONG FIBER COMPOSITE MATERIAL AND A THERMOSETTING MATRIX
FR2726500A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING SANDWICH-TYPE COMPOSITE PANELS AND PANELS THUS OBTAINED
EP3126126B1 (en) Process and installation for producing a composite material part
FR2760398A1 (en) METHOD FOR PRODUCING PRECISION HOLLOW PIECES OF COMPOSITE MATERIAL
EP0780213B1 (en) Process for manufacturing an article made of composite material by resin transfer moulding and article obtained thereby
FR3127151A1 (en) Mould, in particular for producing a composite part, and process for manufacturing such a mold
FR2818578A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING HONEYCOMB STRUCTURES AND TOOLS FOR SUCH MANUFACTURE
WO2021083712A1 (en) System for manufacturing thermoplastic parts
EP1771230A1 (en) Method of producing a device for sliding on snow or ice and structure of device thus produced
EP3521001B1 (en) Prepreg part comprising a main layer and a reinforcing layer
FR2533494A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING REFLECTORS IN PLASTIC MATERIALS
FR3063674A1 (en) MECHANICAL PRESSURE APPLICATION DEVICE, IMPREGNATION METHOD, AND BONDING METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20230324

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3